ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ...

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Оренбургский государственный университет

Кафедра теоретической и общей электротехники

Л.В. БЫКОВСКАЯ Н.В.ГОЛУБЬ

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В СИСТЕМЕ «ELECTRONICS

WORKBENCH»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Оренбургского государственного университета

Оренбург 2001

2

ББК Б

УДК

Рецензент кандидат технических наук, доцент Дормидонов Ю.А.

Быковская Л.В., Голубь Н.В. Б

Исследование режимов работы линейных электрических цепей в системе «Electronics Workbench»:Методические указания к лабораторному практикуму – Оренбург: ОГУ, 2001. – 24 с.

Лабораторный практикум включает в себя две лабораторные работы по анализу режимов работы трёхфазных цепей, две лабора-торные работы по исследованию периодических несинусоидальных токов в линейных электрических цепях и четыре лабораторные ра-боты по анализу переходных процессов в линейных электрических цепях различной конфигурации.

Методические указания предназначены для выполнения ла-бораторных работ по курсу "Теоретические основы электротехни-ки".

ББК

Быковская Л.В., Голубь Н.В., 2001 ОГУ, 2001

3

Содержание Введение…………………………………………………………………... 4 1 Лабораторная работа № 9 Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приёмника звездой.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

5 2 Лабораторная работа № 10 Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приёмника треугольником. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

3 Лабораторная работа №11 Гармонический анализ несинусоидального напряжения. . . . . . . . . . . .

11 4 Лабораторная работа № 12 Исследование влияния параметров линейной цепи на форму кривой тока при несинусоидальном напряжении источника . . . . . . . . . . . . . .

14 5 Лабораторная работа № 13 Исследование переходных процессов в цепях с одним реактивным элементом и постоянным источником ЭДС . . . . . . . . . . .

17 6 Лабораторная работа № 14 Исследование переходных процессов в цепях с одним реактивным элементом и синусоидальным источником ЭДС . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19 7 Лабораторная работа № 15 Исследование переходных процессов в сложных цепях с постоянным источником ЭДС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21 8 Лабораторная работа № 16 Исследование переходных процессов в сложных цепях с синусоидальным источником ЭДС. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22 Список использованных источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

4

Введение

Система схемотехнического моделирования Electronics Workbench предназначена для моделирования и анализа электрических схем. Работа в реальной лаборатории требует больших временных затрат на подготовку эксперимента. Electronics Workbench – электронная лаборатория, позволяет сделать изучение электрических схем более доступным. Ошибки экспери-ментатора в реальной лаборатории могут привести к большим материаль-ным потерям, в то время как, работая в Electronics Workbench, студент за-страхован от случайного поражения током, а приборы не выйдут из строя из-за неправильно собранной схемы.

Программа Electronics Workbench использует стандартный интер-фейс Windows, что значительно облегчает её использование.

Рисунок 1 На рисунке 1 показаны основные элементы, используемые для мо-

делирования и анализа электрических схем. Моделирование схем осущест-вляется путём выбора необходимых элементов из библиотеки компонен-тов и перемещением их с помощью «мыши» на рабочее поле. Двойным щелчком левой кнопки «мыши» на элементе возможно открыть диалоговое окно, в котором указаны параметры этого элемента. Вращение элементов на рабочем поле осуществляется комбинацией клавиш <Ctrl>+<R>. Соеди-няя выводы элементов между собой, получаем электрическую схему.

МенюПанель инструментовПанель компонентов Выключатель

Соединяющий узелЗаземлениеИсточник постоянной ЭДСИсточник постоянного токаИсточник переменной ЭДСИсточник переменного токаРезисторКонденсаторКатушка индуктивностиТрансформатор

Переменный резисторПеременный конденсаторКатушка с переменной индуктивностью

Поле элементов

5

1 Лабораторная работа № 9 Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приёмника звездой

Цель работы: Изучить влияние различных нагрузок на величину фазных напряжений и на смещение нейтрали приёмника, соединенного в звезду, в трёхпроводной трёхфазной цепи и на величину тока в нулевом проводе в четырёхпроводной трёхфазной цепи.

1.1 Эксперимент 1: Соотношение напряжений в трёхфазном генера-торе.

Рисунок 2

Таблица 1.1

Эксперимент Расчёт

Величина Модуль дей-ствующего значения, В

Угол, Модуль дей-ствующего значения, В

Угол,

UA

UB

UC

UAB

UBC

UCA

6

Откройте файл лаб9-э1 (рисунок 2). Определите комплексы всех фазных и линейных напряжений трёхфазного генератора с помощью Боде-плоттера и осциллографа, полученные значения занесите в таблицу 1.1. Подтвердите полученные результаты расчётами. Постройте топографическую диаграм-му напряжений.

Боде-плоттер имеет четыре зажима: два входных (IN) и два выход-ных (OUT). Для измерения фазового сдвига нужно подключить левые вы-воды входов IN и OUT к исследуемым точкам, а два других вывода за-землить. При двойном щелчке мышью по уменьшенному изображению Боде-плоттера открывается его увеличенное изображение (рисунок 3).

Рисунок 3 Верхняя панель плоттера задает вид получаемой характеристики:

при нажатой кнопке <MAGNITUDE> получаем амплитудо-частотную ха-рактеристику , при нажатой кнопке <PHASE> - фазо-частотную. Панель <VERTICAL> задает начальное и конечное значения параметров, отклады-ваемых по вертикальной оси. Для получения фазо-частотной характери-стики откладываются градусы от -720 до 720. На этой же панели указы-вается вид шкалы вертикальной оси – логарифмическая или линейная. Па-нель <HORIZONTAL> настраивается аналогично. Ниже в окошках инди-цируется значение частоты и фазы. К входу плоттера необходимо подклю-чить источник переменного напряжения без каких-либо настроек. На ри-сунках 2 и 3 показано подключение осциллографа и плоттера для опреде-ления амплитуды и фазы напряжения UAB. На рисунке 4 приведен пример расчёта напряжения UAB в системе MathCad.

1.2 Откройте файл лаб9-э2 (рисунок 5) Установите равномерную нагрузку в фазах и занесите показания приборов в таблицу 1.2. Установите неравномерную нагрузку, для этого в одной из фаз измените величину на-грузки и занесите показания приборов в таблицу 1.2. В этой же фазе про-изведите обрыв фазы и занесите показания приборов в таблицу 1.2. Под-твердить правильность полученных результатов во всех экспериментах расчётом и по результатам измерений и расчётов постройте для каждого эксперимента векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений.

7

Комплексные действующие значения фазных напряжений генератора

UA 220

UB 220 ei 240

180

UC 220 ei 120

180

Комплексное действующее значение линейного напряжения UAB

UAB UA UB UAB 330 190.526i

модуль угол амплитуда

UAB 381.051 arg UAB( ) 30deg UAB 2 538.888

Рисунок 4

Рисунок 5

1.3 Откройте файл лаб9-э3 (рисунок 6).Установите равномерную нагрузку в фазах и занесите показания приборов в таблицу 1.3. установите неравномерную нагрузку, для этого в одной из фаз измените величину

Рисунок 6

8

Таблица 1.2

Опыт Равномерная нагрузка

Неравномер-ная нагрузка Обрыв фазы

Линейное напряжение Uл, В

Фазное напряжение UA, В

Фазное напряжение UВ, В

Фазное напряжение UС, В

Фазный ток IA, A

Фазный ток IB, A

Фазный ток IC, A

Эксперимент

Ток нулевого провода I0, А Комплекс нагрузки в фазе А

Комплекс нагрузки в фазе В

Комплекс нагрузки в фазе С

Расчёт Ток нулевого провода I0, А

Таблица 1.3


Неравномер-ная нагрузка Обрыв фазы


Фазное напряжение UA, В

Фазное напряжение UВ, В

Фазное напряжение UС, В

Фазный ток IA, A

Фазный ток IB, A

Фазный ток IC, A


Напряжение смещения геомет-рической нейтрали U00, B

Комплекс нагрузки в фазе А

Комплекс нагрузки в фазе В

Комплекс нагрузки в фазе С

Расчёт Напряжение смещения геомет-

рической нейтрали U00, B

нагрузки и занесите показания приборов в таблицу 1.3. В этой же фазе произведите обрыв фазы и занесите показания приборов в таблицу 1.3. Подтвердить правильность полученных результатов во всех экспериментах

9

расчётом и по результатам измерений и расчётов постройте для каждого эксперимента векторные диаграммы токов и топографические диаграммы напряжений.

Проведите анализ полученных результатов и объясните вид полу-ченных вольтамперных характеристик элементов электрических цепей по-стоянного тока.

1.4 Контрольные вопросы 1.4.1 Что такое трёхфазная цепь и трёхфазные системы э.д.с., токов и на-

пряжений? 1.4.2 Какие режимы работы трёхфазных цепей называются симметричны-

ми? 1.4.3 Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напря-

жениями в трёхфазной цепи при симметричном режиме и соединении приемника в звезду?

1.4.4 Что такое смешение нейтрали трёхфазного приёмника и в каких слу-чаях возникает?

1.4.5 В каких случаях и с какой целью в трёхфазных цепях делают нулевой провод?

2 Лабораторная работа № 10 Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении приёмника треугольником

Цель работы: Исследовать режимы работы симметричных и не-симметричных трёхфазных приемников, соединенных в треугольник.

2.1 Откройте файл лаб9-э1 (рисунок 7). Установите равномерную

Рисунок 7 нагрузку в фазах и занесите показания приборов в таблицу 2.1.

10

2.2 Откройте файл лаб10-э2. Установите неравномерную нагрузку, для этого в одной из фаз измените величину нагрузки и занесите показания приборов в таблицу 2.1.

2.3 Установите равномерную нагрузку, затем отключите один из линейных проводов от сетевого зажима (файл лаб10-э3). Произведите из-мерения напряжений и токов и запишите их значения в таблицу 2.1

Таблица 2.1


Неравномер-ная нагрузка

Обрыв линей-ного провода


Фазное напряжение UAВ, В

Фазное напряжение UВС, В

Фазное напряжение UСА, В

Линейный ток IA, A

Линейный ток IB, A

Линейный ток IC, A

Фазный ток Iав, А

Фазный ток Iвс, А


Фазный ток Iса, А

Комплекс нагрузки в фазе ав

Комплекс нагрузки в фазе вс

Расчёт Комплекс нагрузки в фазе са

2.4 Подтвердите правильность полученных результатов во всех экспериментах расчётом и по результатам измерений и расчётов постройте для каждого эксперимента векторные диаграммы токов совместно с топо-графическими диаграммами напряжений.

2.5 Контрольные вопросы 2.5.1 Какие режимы трёхфазных цепей называются симметричными и ка-

кие несимметричными? 2.5.2 Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напря-

жениями в трёхфазных цепях при симметричном режиме в случае соединения приёмника треугольником?

2.5.3 Запишите систему мгновенных значений э.д.с. для трёхфазного гене-ратора обмотки, которого соединены треугольником.

11

3 Лабораторная работа №11 Гармонический анализ несинусоидального напряжения

Цель работы: Произвести аналитический спектральный анализ несину-соидального напряжения. Вычислить действующее значение несинусои-дального напряжения и коэффициенты, характеризующие форму кривой мгновенных значений напряжения.

Порядок проведения экспериментов 3.1 Откройте файл лаб11-э1 (рисунок 8).

Рисунок 8 В качестве источника питания в этой схеме используется функцио-

нальный генератор. Лицевая панель генератора показана на рисунке 8. Вы-бор формы сигнала осуществляется одной из трёх кнопок в верхней части панели: синусоидальная, треугольная и прямоугольная. В строке Frequency устанавливается частота выходного сигнала. В строке Duty cycle устанав-ливается коэффициент заполнения в %: для импульсных сигналов это от-ношение длительности импульса к периоду повторения, для треугольных сигналов – соотношение между длительностями переднего и заднего фронта. В строке Amplitude устанавливается амплитуда выходного сигнала. В строке Offset устанавливается смещение (постоянная составляющая) вы-ходного сигнала.

3.2 Установите треугольную форму сигнала, значения амплитуды, постоянной составляющей.

3.3 Запишите установленные на осциллографе масштабы напря-жения и времени. Лицевая панель осциллографа показана на рисунке 9. Осциллограф имеет два канала (channel) А и В c раздельной регулировкой

12

чувствительности в диапазоне от 10 мкВ/дел до 5 КВ/дел и регулировкой смещения по вертикали (Y POS). Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок <AC>, <0>, <DC>. Режим <AC> предназначен для на-блюдения только сигналов переменного тока. В режиме <0> входной за-жим замыкается на землю. В режиме <DC> можно производить измерения как постоянного, так и переменного тока. В режиме развертки <Y/T> - по вертикали показан сигнал напряжения, по горизонтали – время; в режиме <В/А> - по вертикали – сигнал В, а по горизонтали – сигнал А; в режиме <А/В> - по вертикали – сигнал А, а по горизонтали – сигнал В. Длительность развертки (TIME BASE) может быть задана от 0.1 нс/дел до 1 с/дел с возможностью установки смещения по горизонтали (XPOS). За-земление осциллографа осуществляется клеммой GROUND. При нажатие на кнопку <ZOOM> лицевая панель осциллографа меняется – увеличива-ется размер экрана, появляется возможность прокрутки изображения по горизонтали. В индикаторных окнах под экраном приводятся результаты измерения напряжения и временных интервалов. Изображение можно ин-вертировать нажатием кнопки <REVERSE> и записать данные измерений в файл нажатием кнопки <SAVE>. Возврат к исходному состоянию осцил-лографа – нажатием кнопки <REDUCE>

Рисунок 9

3.4 Распечатайте или зарисуйте форму кривой напряжения (рису-

нок 10). По осциллограмме определите максимальное значение напряже-ния и запишите его в таблицу 3.1.

3.5 Запишите в таблицу 3.1 показания вольтметра для двух режи-мов его работы:

- в режиме измерения переменного напряжения (вольтметр пока-жет действующее значение измеряемого напряжения);

- в режиме измерения постоянного напряжения (вольтметр пока-жет постоянную составляющую измеряемого напряжения).

3.6 Измените форму входного сигнала напряжения на прямо-угольную, рисунок 11, повторите эксперимент.

13

Рисунок 10

Таблица 3.1 Форма сигнала напряжения на

входе цепи Треугольная Прямоугольная

Амплитуда напряжения, Umax, В

Действующее значение на-пряжения, U, В

Экс

пери

мен

т

Постоянная составляющая на-пряжения, U0, В

Постоянная составляющая на-пряжения, U0, В

Амплитуда 1 гармоники на-пряжения, Um1 ,В

Начальная фаза 1 гармоники напряжения, 1,

Амплитуда ___ гармоники на-пряжения, Umk, В

Начальная фаза __ гармоники напряжения, k,

Амплитуда ___ гармоники на-пряжения, Umk, В

Расч

ёт

Начальная фаза __ гармоники напряжения, k,

14

Рисунок 11

3.7 Разложите в ряд Фурье с помощью системы Mathcad получен-ное несинусоидальное напряжение треугольной и прямоугольной формы. Результаты разложения запишите в таблицу 3.1 (приложение А, файл lab11.mcd).

3.8 Запишите спектры исследуемых напряжений в виде рядов Фу-рье и постройте фазо-частотные и амплитудо-частотные характеристики.

3.9 Вычислите действующие значения исследуемых несинусои-дальных напряжений. Результаты вычислений сравните с опытными дан-ными.

3.10 По данным таблицы 3.1 вычислите коэффициенты амплитуды, формы, искажения и степень несинусоидальности напряжений.

3.11 Контрольные вопросы 3.11.1 Что такое спектр несинусоидальной величины и как определить его

составляющие аналитически? 3.11.2 Какие существуют виды симметрии кривых несинусоидальных ве-

личин и каковы особенности их спектра при этих видах симметрии? 3.11.3 Как определить аналитически максимальное, действующее и сред-

нее по модулю значения несинусоидальной величины? 3.11.4 Какие системы приборов применяются для измерения максимально-

го, действующего и среднего по модулю значения несинусоидальной величины?

3.11.5 Какими коэффициентами характеризуются формы кривых мгновен-ных значений несинусоидальных напряжений, токов и как вычислить эти коэффициенты?

15

3.11.6 Что такое степень несинусоидальности напряжения?

4 Лабораторная работа № 12

Исследование влияния параметров линейной цепи на форму кривой тока при несинусоидальном напряжении источника

Цель работы: Изучить влияние параметров неразветвлённой линейной це-пи на форму кривой тока при несинусоидальном напряжении источника питания.

4.1 Порядок проведения экспериментов

Рисунок 12

4.2 Откройте файл лаб12-э1 (рисунок 12). В качестве источника пи-

тания используйте функциональный генератор. Установите треугольную или прямоугольную форму сигнала, значения амплитуды, постоянной со-ставляющей.

4.3 Запишите установленные на осциллографе масштабы напря-жения и времени. На вход А осциллографа подаётся несинусоидальное на-пряжение с выхода функционального генератора. На вход В осциллографа подаётся падение напряжения на сопротивлении R1, так как величина это-го сопротивления мала, то кривая напряжения на нём будет приближенна к кривой тока в цепи. Распечатайте или зарисуйте формы кривой несинусои-дального напряжения генератора и тока в цепи. Сравните формы кривых и сделайте вывод.

16

4.4 Откройте файл лаб12-э2 (рисунок 13). Запишите установлен-ные на осциллографе масштабы напряжения и времени. На вход А осцил-лографа подаётся несинусоидальное напряжение с выхода функционально-го генератора. На вход В осциллографа подаётся падение напряжения на сопротивлении R1. Распечатайте или зарисуйте формы кривой несинусои-дального напряжения генератора и тока в цепи. Сравните формы кривых и сделайте вывод.

Рисунок 13

4.5 Откройте файл лаб12-э3 (рисунок 14). Запишите установленные

на осциллографе масштабы напряжения и времени. На вход А осцилло-графа подаётся несинусоидальное напряжение с выхода функционального генератора. На вход В осциллографа подаётся падение напряжения на со-противлении R1. Распечатайте или зарисуйте формы кривой несинусои-дального напряжения генератора и тока в цепи. Сравните формы кривых и сделайте вывод.

Рисунок 14

17

4.6 Контрольные вопросы

4.6.1 Какие существуют виды симметрии кривых несинусоидальных токов

и напряжений и каковы особенности их спектра при этих видах симметрии?

4.6.2 Что такое максимальное, действующее и среднее по модулю значения несинусоидальных токов и напряжений и как их измерить?

4.6.3 Как влияет активное сопротивление, не зависящее от частоты на форму кривой тока при несинусоидальном приложенном напряжении?

4.6.4 Как влияет индуктивность на форму кривой тока при несинусоидальном приложенном напряжении?

4.6.5 Как влияет ёмкость на форму кривой тока при несинусоидальном приложенном напряжении?

5 Лабораторная работа № 13 Исследование переходных процессов в цепях с одним реактивным элементом и постоянным источником ЭДС

Цель работы: исследовать переходной процесс в электрической цепи, со-держащей одну индуктивность или одну ёмкость. Результаты опытов про-верить расчётным путём.

5.1 Откройте файл лаб13-э1 (рисунок 15).

Рисунок 15 5.2 Установите значения сопротивлений R1 и R3 в пределах от 20 до

200 Ом, ЭДС в пределах от 10 до 200 В и ёмкость конденсатора С от 20 до 300 мкФ.

18

5.3 Переключите ключ с помощью клавиши <пробел>, таким обра-зом, чтобы ветвь с конденсатором была подключена к ветви с источником ЭДС (рисунок 15).

5.4 Получите на осциллографе график переходного напряжения и переходного тока на конденсаторе, для этого включите цепь, переключите ключ, замкнув конденсатор на ветвь с R2 и R3, выключите цепь. С помо-щью линейки прокрутки на осциллографе переместитесь на участок ос-циллограммы, соответствующий переходному процессу.

5.5 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид. 5.6 Рассчитайте переходной процесс в цепи, изображенной на ри-

сунке 15, и постройте график переходного процесса. Сравните с результа-том эксперимента.

5.7 Откройте файл лаб13-э2 (рисунок 16). 5.8 Установите значение сопротивления R1 в пределах от 20 до 200

Ом, ЭДС в пределах от 10 до 200 В и индуктивность катушки от 0.2 до 1 мГн.

5.9 Переключите ключ с помощью клавиши <пробел>, таким обра-зом, чтобы цепь была разомкнута.

Рисунок 16 5.10 Получите на осциллографе график переходного тока и пере-

ходного напряжения на катушке индуктивности, для этого включите цепь, переключите ключ, замкнув его на индуктивность, R1 и R2, выключите цепь. С помощью линейки прокрутки на осциллографе переместитесь на участок осциллограммы, соответствующий переходному процессу.

5.11 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид.

5.12 Рассчитайте переходной процесс в цепи, изображенной на ри-сунке 16, и постройте график переходного процесса. Сравните с результа-том эксперимента.

19

5.13 Контрольные вопросы 5.13.1 Что такое переходной процесс? 5.13.2 Что называется коммутацией? 5.13.3 В чём заключаются причины возникновения переходных процессов? 5.13.4 Как читаются законы коммутации? 5.13.5 Что понимают под начальными значениями? 5.13.6 Чем обусловлены свободный и принужденный режимы?

6 Лабораторная работа № 14 Исследование переходных процессов в цепях с одним реак-тивным элементом и синусоидальным источником ЭДС

Цель работы: исследовать переходной процесс в электрической цепи, со-держащей одну индуктивность или одну ёмкость. Результаты опытов про-верить расчётным путём.



100 Ом, амплитуду ЭДС в пределах от 127 до 220 В и индуктивность ка-тушки от 1 до 15 мГн.

6.3 Переключите ключ с помощью клавиши <пробел>, таким обра-зом, чтобы перемычка была разомкнута.

6.4 Получите на осциллографе график переходного тока и переход-ного напряжения на катушке индуктивности, для этого включите цепь, пе-реключите ключ, замкнув перемычку на R1, выключите цепь. С помощью линейки прокрутки на осциллографе переместитесь на участок осцилло-граммы, соответствующий переходному процессу.

20

6.5 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид. 6.6 Рассчитайте переходной процесс в цепи, изображенной на ри-


6.7 Откройте файл лаб14-э2 (рисунок 18). 6.8 Установите значение сопротивления R1 в пределах от 10 до 100

Ом, амплитуду ЭДС в пределах от 127 до 220 В и ёмкость конденсатора С от 20 до 100 мкФ.

6.9 Переключите ключ с помощью клавиши <пробел>, таким обра-зом, чтобы ветвь с конденсатором была разомкнута.

Рисунок 18 6.10 Получите на осциллографе график переходного напряжения и

переходного тока на конденсаторе, для этого включите цепь, переключите ключ, замкнув цепь, и выключите цепь. С помощью линейки прокрутки на осциллографе переместитесь на участок осциллограммы, соответствую-щий переходному процессу.

6.11 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид.


6.13 Контрольные вопросы 6.13.1 Какие начальные условия называются зависимыми и независимыми? 6.13.2 Что называется коэффициентом затухания и постоянной времени

переходного процесса? 6.13.3 Как определяются независимые и зависимые начальные условия? 6.13.4 Чем опасны переходные процессы?

21

6.13.5 В чём заключается сущность классического метода расчёта пере-ходных процессов?

6.13.6 Чем обусловлены свободный и принужденный режимы?

7 Лабораторная работа № 15 Исследование переходных процессов в сложных цепях с постоянным источником ЭДС.

Цель работы: исследовать переходной процесс в сложной электрической цепи, содержащей индуктивность и ёмкость. Результаты опытов проверить расчётным путём.



100 Ом, ЭДС в пределах от 70 до 220 В, индуктивность катушки от 0.1 до 1 Гн и ёмкость конденсатора от 20 до 100 мкФ.

7.3 Переключите ключ с помощью клавиши <пробел>, таким обра-зом, чтобы ветвь с конденсатором была разомкнута.

7.4 Получите на осциллографе график переходного тока и переход-ного напряжения на конденсаторе, для этого включите цепь, переключите ключ, выключите цепь. С помощью линейки прокрутки на осциллографе переместитесь на участок осциллограммы, соответствующий переходному процессу.

7.5 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид. 7.6 Откройте файл лаб15-э2. 7.7 Повторите опыт. Получите на осциллографе график переходно-

го напряжения и переходного тока на катушке индуктивности. 7.8 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид.

22


7.10 Контрольные вопросы 7.10.1 Какие виды корней может иметь характеристическое уравнение вто-

рой степени? 7.10.2 Какой характер переходного процесса соответствует каждой паре

корней характеристического уравнения второй степени? 7.10.3 Какие Вы знаете способы составления характеристического уравне-

ния? 7.10.4 Чем определяется число корней характеристического уравнения?

8 Лабораторная работа № 16 Исследование переходных процессов в сложных цепях с синусоидальным источником ЭДС.

Цель работы: исследовать переходной процесс в сложной электрической цепи, содержащей индуктивность и ёмкость. Результаты опытов проверить расчётным путём.


Рисунок 20

8.2 Установите значения сопротивлений R1, R2 и R3 в пределах от 10 до 100 Ом, R4 в пределах от 200 до 400 Ом, амплитуду ЭДС в пределах от 70 до 220 В, индуктивность катушки от 0.1 до 1 Гн и ёмкость конденса-тора от 20 до 100 мкФ.

8.3 Замкните ключ с помощью клавиши <пробел>.

23

8.4 Получите на осциллографе график переходного напряжения и переходного тока на катушке индуктивности, для этого включите цепь, пе-реключите ключ, выключите цепь. С помощью линейки прокрутки на ос-циллографе переместитесь на участок осциллограммы, соответствующий переходному процессу.

8.5 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид. 8.6 Откройте файл лаб16-э2. 8.7 Повторите опыт. Получите на осциллографе график переходно-

го тока и переходного напряжения на конденсаторе 8.8 Зарисуйте или распечатайте осциллограммы. Объясните их вид. 8.9 Рассчитайте переходной процесс в цепи, изображенной на ри-


8.10 Контрольные вопросы 8.10.1 В чём сущность операторного метода расчёта переходных процес-

сов? 8.10.2 Охарактеризуйте этапы расчёта операторным методом. 8.10.3 Каким образом осуществляется переход от изображений токов к их

оригиналам? 8.10.4 Теорема разложения.

24

Список использованных источников

1 Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. – М.: «Солон-Р», 1999. – 506 с.

2 Панфилов Д.И., Иванов В.С.,Чепурин И.Н. Электротехника и электро-ника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Еlectronics Work-bench: В 2 т./ Под общей ред. Д.И.Панфилова – Т.1:Электротехника. – М.:ДОДЭКА, 1999. –304 с.

3 Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М. : Высш.шк., 1978.

4 Доброжанова Н.И., Ушакова Н.Ю. Методические указания к лабора-торным работам по разделу «Трёхфазные цепи» курса ТОЭ. – Оренбург: ОрПи, 1994.- 20 с.

5 Б.И.Огорелков, Н.Г.Семенова. «Основы классического метода расчёта переходных процессов в линейных электрических цепях». Методиче-ские указания и консультации к самостоятельному изучению раздела курса ТОЭ и подготовке к лабораторно-практическим занятиям. – Оренбург: ОрПИ, 1991. – 47 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ...

Documents

Transcript of ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНЕЙНЫХ...